[0001] Die Erfindung betrifft einen Rotor für Drucksortierer zum Sortieren von Fasersuspensionen,
wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 3,581,903, 3,849,302 und 4,155,841
oder in der EP-0 042 742-B1 beschrieben und dargestellt sind. Derartige Drucksortierer
besitzen ein rotationssymmetrisches Sieb, meist in Form eines Siebzylinders, dem die
zu sortierende Fasersuspension in Richtung der Rotorachse zugeführt wird, wobei die
Innen- oder Außenseite des Siebs die Einlaß- oder Anströmseite des Siebs bilden kann.
Meist ist das Sieb mit vertikal orientierter Achse angeordnet, und die zu sortierende
Fasersuspension wird dem Sieb von oben zugeführt, so daß das obere Ende des Siebs
dessen Zulaufende bildet. Der Rotor dieser Drucksortierer hat eine mit der Siebachse
zusammenfallende Rotorachse, und seine wirksamen Bereiche laufen der Einlaßseite des
Siebs benachbart um. Wird das Sieb von der brauchbaren Fasersuspension von innen nach
außen durchströmt, ist der Rotor im Innern des Siebzylinders angeordnet; liegt die
Einlaßseite des Siebs außen, besitzt der Rotor, von seiner Achse ausgehend, einen
die Siebwand übergreifenden Träger, an dem die an der Außenseite des Siebs vorbeilaufenden
Bereiche des Rotors befestigt sind. Die Erfindung betrifft aber auch solche Drucksortierer,
bei denen die kinematischen Verhältnisse gerade umgekehrt sind, bei denen nämlich
ein um seine Achse rotierendes Sieb und ein stationärer "Rotor" vorgesehen sind.
[0002] Der Rotor eines solchen Drucksortierers hat die Aufgabe, ein Verstopfen der Sieböffnungen
durch Faserzusammenballungen oder durch in der Fasersuspension enthaltene Verunreinigungen
zu verhindern; zu diesem Zweck trägt der Rotor, der Siebeinlaßseite benachbart, Reinigungselemente,
welche in der zu sortierenden Fasersuspension umlaufen und so ausgebildet sind, daß
sie auf ihrer Anströmseite in der Fasersuspension positive Druckstöße und auf ihrer
Rückseite negative Druckstöße erzeugen, welche wiederum Spül -und und Rückspülströmungen
durch die Sieböffnungen hindurch hervorrufen. Bei einem Teil der bekannten Drucksortierer
gemäß den vorstehend aufgeführten Veröffentlichungen wurden ferner Maßnahmen ergriffen,
um in der zu sortierenden Fasersuspension an der Siebeinlaßseite Turbulenzen zu erzeugen,
durch die das Entstehen eines Faservlieses in der zu sortierenden Fasersuspension
auf der Einlaßseite des Siebs verhindert werden soll; zu diesem Zweck sind bei den
genannten bekannten Drucksortierern an der Siebeinlaßseite auf das Sieb aufgesetzte
Leisten oder in das Sieb eingearbeitete Nuten vorgesehen, welche parallel zur Rotorachse
verlaufen, oder sind an der Siebeinlaßseite im Bereich der Sieböffnungen in die Siebwand
Vertiefungen eingearbeitet. Diese Unebenheiten an der Siebeinlaßseite erzeugen in
der zu sortierenden Fasersuspension die gewunschten Turbulenzen, da die zu sortierende
Fasersuspension infolge des sich drehenden Rotors schraubenlinienförmig an der Siebeinlaßseite
entlangströmt. Diese Turbulenzen wirken dem Entstehen eines Faservlieses entgegen
und sie bewirken außerdem, daß die an der Siebeinlaßseite durch Fraktionierung stark
eingedickte umlaufende Fasersuspension so aufgelockert wird, daß ein größerer Teil
der brauchbaren Fasern die Sieböffnungen passieren kann. Siebe mit aufgesetzten Leisten
oder eingearbeiteten Nuten unterliegen aber einem relativ hohen Verschleiß, vor allem
beim Sortieren von aus gemischtem Altpapier oder dergleichen gewonnenen Fasersuspensionen,
welche einen gehörigen Anteil harter Verunreinigungen enthalten, die zu einem raschen
Verschleiß an den Kanten der Leisten und Nuten führen; außerdem sind diese Siebe teuer
in der Herstellung. Letzteres gilt aber auch für Siebe, in deren Siebwand im Bereich
der Sieböffnungen von der Siebeinlaßseite her Vertiefungen eingearbeitet wurden.
[0003] Wie ohne weiteres ersichtlich gilt das vorstehende auch für solche Drucksortierer,
bei denen das Sieb in Rotation versetzt wird und die Reinigungselemente stationär
sind.
[0004] Die Rotoren der bekannten Drucksortierer haben entweder ein an einer zentralen Rotorwelle
befestigtes Armkreuz und als Reinigungselemente leistenförmige Reinigungsflügel, die
an den äußeren Enden dieser Arme befestigt sind, oder besitzt der Rotor einen kreiszylindrischen
Mantel, auf dessen dem Sieb zugewandter Seite Reinigungselemente befestigt sind, welche
ebenso wie die vorstehend erwähnten leistenförmigen Reinigungsflügel im Schnitt quer
zur Rotorachse ein tragflügelähnliches Profil aufweisen; im letztgenannten Fall kann
es sich bei den Reinigungselementen gleichfalls um leistenförmige Reinigungsflügel
handeln, es sind aber auch Rotoren mit kreiszylindrischem Mantel bekannt, auf dem
als Reinigungselemente kurze Flügelstücke befestigt sind, um Pulsationen in der den
Drucksortierer verlassenden, die brauchbaren Fasern enthaltenen Fasersuspension, dem
sogenannten Gutstoff, zu vermeiden.
[0005] Die Erfindung betrifft nun neuartige Reinigungsflügel für derartige Drucksortierer,
und es lag ihr die Aufgabe zugrunde, Reinigungsflügel zu schaffen, mit denen sich
eine hohe Durchsatzleistung eines Drucksortierers erzielen läßt, ohne daß man ein
verschleißanfälliges oder in der Herstellung teueres Sieb verwenden muß; unter Durchsatzleistung
soll dabei diejenige Menge der Fasersuspension verstanden werden, die pro Zeiteinheit
und pro Flächeneinheit des Siebs die Sieböffnungen passiert.
[0006] Ausgehend von einem Rotor für Drucksortierer zum Sortieren von Fasersuspensionen,
welcher mehrere für den Umlauf an der Einlaßseite des Drucksortierersiebs vorgesehene,
quer zur Umlaufrichtung und ungefähr parallel zur Siebeinlaßseite verlaufende Reinigungsflügel
aufweist, die im Schnitt quer zur Rotorachse ein tragflügelähnliches Profil aufweisen,
läßt sich diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch lösen, daß wenigstens ein Teil der
Reinigungsflügel zumindest Bereiche (Rückführbereiche) aufweist, deren Profil an seiner
Anströmseite zum Wegdrängen der Fasersuspension vom Sieb ungefähr spitzwinklig - in
Umlaufrichtung schräg auf die Siebeinlaßseite weisend - mit einer dem Sieb zugewandten
ersten Flanke und einer vom Sieb abgewandten zweiten Flanke ausgebildet ist, wobei
die zweite Flanke mit der Umlaufrichtung einen stumpfen Winkel bildet und die erste
Flanke ungefähr parallel zur Umlaufrichtung verläuft oder mit dieser einen spitzen
Winkel bildet, welcher sich entgegen der Umlaufrichtung öffnet. Ein erfindungsgemäß
ausgebildeter Rotor kann freistehende, leistenförmige Reinigungsflügel aufweisen,
von denen alle oder ein Teil erfindungsgemäß ausgebildet sind bzw. ist, wobei ein
erfindungsgemäßer Reinigungsflügel durchgehend oder nur abschnittsweise mit einem
erfindungsgemäß gestalteten Rückführbereich versehen sein kann. Ein erfindungsgemäß
gestalteter Rotor kann aber auch einen rotationssymmetrischen Mantel aufweisen, dessen
dem Sieb zugewandte Seite mit erfindungsgemäßen Reinigungsflügeln versehen ist, für
welche dasselbe gilt wie für die vorstehend erörterten und erfindungsgemäß ausgebildeten
freistehenden Reinigungsflügel; auf den Rotormantel können aber auch kurze Flügelstücke
aufgesetzt sein, von denen alle oder ein Teil erfindungsgemäß gestaltet sind bzw.
ist.
[0007] Mit einem erfindungsgemäß gestalteten Rückführbereich eines Reinigungsflügels wird
der sich an der Siebeinlaßseite durch Fraktionierung bildende, mit geringerer Geschwindigkeit
als der Rotor umlaufende Fasersuspensionsring höherer Stoffdichte vom Sieb weggefördert,
so daß er sich im radialen Abstand vom Sieb mit Fasersuspension geringerer Stoffdichte
vermischt, ehe dieser Teil der Fasersuspension wieder an das Sieb gelangt. Mit entsprechend
gestalteten erfindungsgemäßen Reinigungsflügeln lassen sich also nicht nur die positiven
und negativen Druckstöße in der zu sortierenden Fasersuspension erzeugen, durch welche
die Sieböffnungen gespült und rückgespült werden, sondern durch die erfindungsgemäß
gestalteten Rückführbereiche werden auch Faseransammlungen, insbesondere die Bildung
eines Faservlieses, an der Einlaßseite des Siebs verhindert, weil der sich vor der
Siebeinlaßseite bildende eingedickte Teil der zu sortierenden Fasersuspension immer
wieder vom Sieb weggedrängt, durch Vermischung mit frischer Fasersuspenion verdünnt
und dann dem Sieb wieder zugeführt wird. Beim Einsatz eines erfindungsgemäßen Rotors
ist es also nicht erforderlich, ein Sieb zu verwenden, dessen Einlaßseite mit Leisten,
Nuten oder sonstigen Vertiefungen versehen ist, so daß sich die mit solchen Sieben
verbundenen Verschleiß- und Kostenprobleme vermeiden lassen.
[0008] Die durch die erfindungsgemäßen Rückführbereiche von der Siebeinlaßseite weggedrängten
Fasersuspensionsanteile können durch das Druckgefälle zwischen dem Einlaß des Drucksortierers
für die zu sortierende Fasersuspension und dem Drucksortiererauslaß der Siebeinlaßseite
wieder zugeführt werden; eine vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen
Rotors sieht jedoch vor, daß ein Teil der Reinigungsflügel zumindest Bereiche (Zuführbereiche)
aufweist, welche bezüglich der Rückführbereiche derart angeordnet sind, daß die von
den letzteren vom Sieb weggedrängte Fasersuspension auf die Zuführbereiche auftrifft,
die im Schnitt quer zur Rotorachse an ihrer Anströmseite eine dem Sieb zugewandte
erste Flanke besitzen, welche mit der Umlaufrichtung eines spitzen Winkel bildet.
Während also bei den Rückführbereichen an der Anströmseite durch den Verlauf der ersten
Flanke verhindert wird, daß die an die Siebeinlaßseite angrenzenden Fasersuspensionsanteile
durch die Rückführbereiche gegen das Sieb gedrängt werden, diese Fasersuspensionsanteile
vielmehr durch die zweite Flanke der Rückführbereiche von der Siebeinlaßseite weggedrängt
werden, bewirkt die erste Flanke der Zuführbereiche, daß die zuvor von der Siebeinlaßseite
weggedrängten Fasersuspensionsanteile nach ihrer Vermischung mit frischer Fasersuspension
der Siebeinlaßseite wieder zugeführt werden, wenn die Reinigungsflügel durch die zu
sortierende Fasersuspension hindurchlaufen, da die dem Sieb zugewandten Flanken der
Rückführbereiche, welche an der Anströmseite dieser Rückführbereiche liegen, mit dem
Sieb einen Einlaufspalt für die Fasersuspension bilden, der sich entgegen der Umlaufrichtung
verjüngt.
[0009] Besitzt ein erfindungsgemäßer Rotor freistehende oder auf einen Rotormantel aufgesetzte
leistenförmige Reinigungsflügel, so kann ein Teil dieser Reinigungsflügel durchgehend
oder abschnittsweise so ausgebildet sein, daß dadurch die erfindungsgemäßen Zuführbereiche
gebildet werden; so wäre es bei leistenförmigen Reinigungsflügeln z.B. möglich, in
Umlaufrichtung aufeinanderfolgende Reinigungsflügel abwechselnd als Rückführbereiche
und als Zuführbereiche zu gestalten, und zwar jeweils über die gesamte Länge des Reinigungsflügels.
Bei einem Rotor mit einem rotationssymmetrischen Mantel und aufgesetzten, relativ
kurzen Flügelstücken wird man hingegen eine gewisse Anzahl von Flügelstücken als Rückführbereiche
gestalten und andere als Zuführbereiche, obwohl es natürlich auch denkbar wäre, ein
Flügelstück über einen Teil seiner Länge als Rückführbereich und über einen anderen
Teil seiner Länge als Zuführbereich zu gestalten.
[0010] Wie bereits erwähnt, wird bei den in Rede stehenden Drucksortierern die sortierende
Fasersuspension dem rotationssymmetrischen Sieb von dessen einem Ende her zugeführt,
so daß die Suspension infolge der Relativdrehung von Sieb und Rotor schraubenlinienförmig
vom Zulaufende des Siebs zu dessen anderem Ende der Siebeinlaßseite entlangfließt.
Um denjenigen Teil der zu sortierenden Fasersuspension, der die Sieböffnungen nicht
passieren kann, nämlich den sogenannten Spuckstoff, rascher zum Ablaufende des Siebs
in Richtung zum Spuckstoffauslaß des Drucksortierers zu transportieren, ist es bereits
bekannt, die Reinigungsflügel eines Rotors - in Richtung der Rotorachse vom Zulaufende
des Siebs zum anderen Siebende gesehen - mit der Rotorachse einen solchen spitzen
Winkel bilden zu lassen, daß die dem Zulaufende des Siebs zugewandten Enden der Reinigungsflügel
deren anderen Enden in Rotorumlaufrichtung voreilen. Diese Maßnahme empfiehlt sich
auch für den erfindungsgemäßen Rotor, wodurch noch ein zweiter Vorteil erzielt wird,
daß nämlich der von den Rückführbereichen vom Sieb weggedrängte Teil der Fasersuspension
an die Zuführbereiche der Reinigungsflügel gelangt und so in verdünnter bzw. aufgelockerter
Form der Siebeinlaßseite wieder zugeführt wird. Aus dem vorstehenden wird auch ersichtlich,
daß, statt auf das Zulaufende des Siebs Bezug zu nehmen, auch auf das Zulaufende des
Rotors Bezug genommen werden kann.
[0011] Um zu gewährleisten, daß von den Rückführbereichen vom Sieb weggedrängte Fasersuspension
nicht erneut auf Rückführbereiche des Rotors trifft, empfiehlt es sich des weiteren,
den Rotor so auszubilden, daß in Umlaufrichtung aufeinanderfolgende Rückführbereiche
in Richtung der Rotorachse zueinander versetzt angeordnet sind. Bei einem auch Zuführbereiche
aufweisenden Rotor ist es infolgedessen auch vorteilhaft, wenn in Umlaufrichtung aufeinanderfolgende
Zuführbereiche in Richtung der Rotorachse relativ zueinander versetzt angeordnet sind.
Sind in diesem Fall, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Rotors, Rückführbereiche und Zuführbereiche relativ zueinander so angeordnet, daß
- in Umlaufrichtung gesehen - abwechselnd Rückführbereiche und Zuführbereiche aufeinanderfolgen,
hat die schraubenlinienförmige Strömung der zu sortierenden Fasersuspension entlang
der Siebeinlaßseite zur Folge, daß von einem Rückführbereich von der Siebeinlaßseite
weggedrängte Suspension als nächstes auf einen Zuführbereich auftrifft, und zwar insbesondere
dann, wenn die in Richtung der Rotorachse gemessene Länge der Rückführbereiche und
der Zuführbereiche identisch ist und der Versatz gleich dieser Länge ist.
[0012] Vorteilhafterweise verläuft die dem Sieb zugewandte erste Flanke der Rückführbereiche
ungefähr parallel zur Umlaufrichtung, obwohl diese Flanke mit der Umlaufrichtung auch
einen sich nach hinten öffnenden spitzen Winkel bilden kann. Die zuerst erwähnte Ausführungsform
ist deshalb vorteilhafter, weil dann diese erste Flanke nicht unmittelbar hinter der
Anströmkante eines Rückführbereichs eine Druckabsenkung in der der Siebeinlaßseite
benachbarten Fasersuspension bewirkt, welche dem Wegdrängen der Fasersuspension von
der Siebeinlaßseite durch die zweite Profilflanke des Rückführbereichs entgegenwirken
würde.
[0013] Um den von einem Rückführbereich von der Siebeinlaßseite weggedrängten Teil der Fasersuspension
möglichst vollständig einem Zuführbereich zuzuleiten (aufgrund des schraubenlinienförmigen
Strömungsverlaufs der Fasersuspension bzw. der Neigung der Reinigungsflügel gegenüber
der Rotorachse), empfiehlt sich ein Rotor, welcher eine dem Sieb zugewandte rotationssymmetrisch
ausgebildete Mantelfläche besitzt, auf die die Reinigungsflügel aufgesetzt sind, wobei
der ungefähr spitzwinklig ausgebildete Profilteil der Rückführbereiche in radialem
Abstand von der Rotormantelfläche angeordnet ist, so daß der Rückführbereich zusammen
mit seinem spitzwinkligen Profilteil und der Rotormantelfläche einen quer zur Umlaufrichtung
verlaufenden Kanal bildet. Wenn hier, wie in anderen Teilen der Beschreibung und der
Ansprüche, von einem Verlauf quer zur Umlaufrichtung die Rede ist, soll hierunter
nicht nur ein Winkel von 90° verstanden werden, da dieser Winkel von einem rechten
Winkel mehr oder minder abweichen kann, je nach Neigung der Reinigungsflügel gegenüber
der Rotorachse und nach der Steigung des schraubenlinienförmigen Strömungspfads der
zu sortierenden Fasersuspension.
[0014] Besonders vorteilhaft wirken sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen aus, wenn die von
den Rückführbereichen vom Sieb weggedrängten Anteile der zu sortierenden Fasersuspension
auch unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte der Siebeinlaßseite wieder zugeführt
werden, d.h. wenn der erfindungsgemäße Rotor für einen Umlauf der Innenseite des Siebs
benachbart vorgesehen ist; dies bedeutet, daß bei bevorzugten Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Rotors die ersten Flanken der Reinigungsflügel an der Außenseite
des Rotors liegen.
[0015] Um auch mit den erfindungsgemäßen Reinigungsflügeln einen wirksamen Rückspüleffekt
für die Sieböffnungen zu erzielen, empfiehlt sich eine Ausführungsform, bei der das
Profil der Reinigungsflügel in Umlaufrichtung hinter der ersten Flanke eine dritte,
dem Sieb zugewandte Flanke aufweist, welche mit der Umlaufrichtung einen sich nach
hinten öffnenden spitzen Winkel bildet.
[0016] Im Hinblick auf die vom Zulaufende zum Ablaufende des Siebs bzw. des Rotors gerichtete
Strömungskomponente der zu sortierenden Fasersuspension ist es vorteilhaft, wenn die
Rückführbereiche in Richtung der Rotorachse neben der ersten Flanke eine dem Zulaufende
des Siebs bzw. Rotors zugewandte schräge Seitenfläche aufweisen, welche für eine vom
Zulaufende in Richtung der Rotorachse ausgerichtete Strömung eine in Richtung auf
das Sieb ansteigende Auflauffläche bildet.
[0017] Wie bereits erwähnt, empfehlen sich für Stoffauflaufinstallationen zur Vermeidung
von Pulsationen im Stoffauflauf Rotoren, welche versetzt angeordnete kurze Flügelstücke
aufweisen. Für Stoffaufbereitungsinstallationen und für Fasersuspensionen hoher Stoffdichte
empfehlen sich andererseits erfindungsgemäße Rotoren, bei denen wenigstens ein Teil
der Reinigungsflügel, vorzugsweise alle Reinigungsflügel, als quer zur Umlaufrichtung
und ungefähr parallel zur Siebeinlaßseite verlaufende Leisten ausgebildet sind, längs
welcher Rückführ- und Zuführbereiche abwechselnd aufeinanderfolgen. Dadurch werden
besonders intensive Turbulenzen in der zu sortierenden Fasersuspension erzeugt.
[0018] Bei solchen Rotoren mit leistenförmigen Reinigungsflügeln ist es von Vorteil, wenn
die Leisten - in Richtung der Rotorachse - mit der Rotorachse einen Winkel zwischen
ca. 5° und ca. 45° bilden. Da die Stoffdichte der zu sortierenden Fasersuspension
auf ihrem Weg vom Zulaufende zum Ablaufende des Siebs ansteigt und es von Vorteil
ist, wenn derjenige Teil der Fasersuspension, in dem sich Verunreinigungen angereichert
haben, relativ rasch zum Ablaufende des Siebs gefördert wird, bilden bei einer bevorzugten
Ausführungsform eines mit leistenförmigen Reinigungsflügeln versehenen Rotors die
Leisten über einen größeren Teil ihrer Länge, welcher dem Zulaufende des Siebs zugewandt
ist und vorzugsweise ca 2/3 der Reinigungsflügellänge ausmacht, mit der Rotorachse
einen kleineren Winkel als der restliche, kürzere Teil der Leisten; umgekehrt ausgedrückt
bedeutet dies, daß die dem Ablaufende des Siebs zugewandten kürzeren Teile der Leisten
mit der Rotorachse einen größeren Winkel bilden.
[0019] Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung zweier besonders bevorzugter
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rotors bzw. von Drucksortierern mit erfindungsgemäßem
Rotor; in der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- einen ersten Drucksortierer mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Rotors, und zwar in einem Vertikalschnitt durch die Rotorachse;
- Fig. 2
- einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 durch einen Teil des Siebs des Drucksortierers
und des Rotors;
- Fig. 3
- einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2;
- Fig. 4
- einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2;
- Fig. 5
- eine der Fig. 1 entsprechende Schnittdarstellung durch einen zweiten Drucksortierer
mit einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors;
- Fig. 6
- einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5 durch einen Teil
des Siebs und des Rotors, und
- Fig. 7
- eine Ansicht des in Fig. 6 gezeigten Rotorteils, gesehen in Richtung des Pfeils "A"
in Fig. 6, wobei auch das Sieb strichpunktiert angedeutet wurde.
[0020] Der in Fig. 1 gezeigte Drucksortierer 10 besitzt ein Gehäuse 12 mit einem Einlaufstutzen
14 für die zu sortierende Fasersuspension, einem Auslaßstutzen 16 für den sogenannten
Gutstoff, d.h. für denjenigen Teil der Fasersuspension, der das Sieb des Drucksortierers
passiert hat und die brauchbaren Fasern enthält, sowie einem Auslaßstutzen 18 für
den sogenannten Spuckstoff, nämlich den vom Sieb des Drucksortierers zurückgehaltenen
Teil der Fasersuspension, welcher die Verunreinigungen sowie Faserzusammenballungen
enthält. Im Gehäuse 12, welches mit Ausnahme der Stutzen 14, 16 und 18 bezüglich einer
Achse 20 rotationssymmetrisch, insbesondere kreiszylindrisch, gestaltet ist, sind
zwei kreisringförmige Trennwände 22 und 24 befestigt, welche einen Siebzylinder 26
tragen. Dieser besitzt eine Vielzahl von Sieböffnungen 28 und bildet mit dem Gehäuse
12 zwischen den Trennwänden 22 und 24 einen äußeren Ringraum 30, den sogenannten Gutstoffraum.
Innerhalb des Siebzylinders 26 ist ein Rotor 32 angeordnet, welcher bei der dargestellten
Ausführungsform einen geschlossenen, kreiszylindrischen Rotormantel 34 besitzt und
dessen Achse ebenso wie die Achse des Siebzylinders 26 mit der Achse 20 des Gehäuses
12 zusammenfällt. Im Gehäuse 12 ist unterhalb des Spuckstoff-Auslaßstutzens 18 ein
Gehäuseboden 36 befestigt, welcher eine Lagerung 38 für eine Rotorwelle 40 trägt,
an der in nicht dargestellter Weise der Rotor 32 befestigt ist und die mittels einer
an der Rotorwelle befestigten Riemenscheibe 42 angetrieben werden kann. Die Dreh-
oder Umlaufrichtung des Rotors 32 ist in Fig. 1 durch den Pfeil R angedeutet. Da der
Außendurchmesser des Rotormantels 34 etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des
Siebzylinders 26, bilden diese beiden Elemente des Drucksortierers 10 einen inneren
Ringraum 46, in dem die zu sortierende Fasersuspension schraubenlinienförmig von oben
nach unten strömt, und der vom Siebzylinder 26 zurückgehaltene Teil der Fasersuspension
gelangt in einen Spuckstoffraum 48 unterhalb des Rotors 32 und oberhalb des Gehäusebodens
36, in den der Spuckstoff-Auslaßstutzen 18 mündet.
[0021] Auf der Außenseite des Rotormantels 34 sind mehrere in Umlaufrichtung R in gleichen
Abständen voneinander angeordnete leistenförmige Reinigungsflügel 50 befestigt, die
in der Seitenansicht senkrecht zur Achse 20 mit dieser einen spitzen Winkel δ bilden,
der vorzugsweise zwischen ca. 5° und ca. 45° liegt und sich längs des Rotormantels
34 von oben nach unten ändern kann, d.h. die Reinigungsflügel 50 müssen nicht die
Gestalt gerader Leisten haben. Wie sich der Fig. 1 deutlich entnehmen läßt, bilden
die Reinigungsflügel 50 in Leistenlängsrichtung abwechselnd aufeinander folgende Rückführbereiche
52 und Zuführbereiche 54, die im folgenden noch näher beschrieben werden sollen.
[0022] Die im Drucksortierer 10 zu sortierende Fasersuspension wird unter Druck in den Einlaufstutzen
14 eingespeist und strömt, da der Rotor 32 oben verschlossen ist, von oben in den
inneren Ringraum des Drucksortierers 10 ein. Infolge der Rotation des Rotors 32 durchströmt
die zu sortierende Fasersuspension den inneren Ringraum 46 schraubenlinienförmig von
oben nach unten, wobei der die vereinzelten, brauchbaren Fasern enthaltende Teil der
Fasersuspension die Sieböffnungen 28 passiert, in den Gutstoffraum 30 gelangt und
den Drucksortierer 10 über den Gutstoff-Auslaßstutzen 16 verläßt. Der vom Siebzylinder
26 zurückgehaltene Teil der Fasersuspension, nämlich der Spuckstoff, verläßt den Drucksortierer
über den Spuckstoffraum 48 und den Spuckstoff-Auslaßstutzen 18.
[0023] Anhand der Fig. 2 bis 4 soll nun die erfindungsgemäße Gestaltung der Reinigungsflügel
50 näher erläutert werden.
[0024] Jeder der Rückführbereiche 52 besitzt in Umlaufrichtung R vorn ein spitzwinkliges
Profilteil 52a mit einer dem Siebzylinder 26 zugewandten ersten Flanke 52b und einer
vom Siebzylinder abgewandten zweiten Flanke 52c. Die erste Flanke 52b verläuft ungefähr
parallel zum Siebzylinder 26 bzw. zur Umlaufrichtung R, wobei jedoch ein kleiner,
sich nach hinten öffnender spitzer Winkel zwischen der ersten Flanke 52b und der Umlaufrichtung
R möglich ist. Die zweite Flanke 52c bildet mit der Umlaufrichtung R einen stumpfen
Winkel ∝ und sie geht in Richtung auf den Rotormantel 34 in eine im Schnitt senkrecht
zur Rotorachse 20 ungefähr radial verlaufende Wand 52e über, so daß jeder Rückführbereich
52 mit seiner zweiten Flanke 52c und seiner radial verlaufenden Wand 52e zusammen
mit dem Rotormantel 34 einen Kanal 56 bildet, der sich ungefähr quer zur Umlaufrichtung
R erstreckt.
[0025] Jeder der Zuführbereiche 54 besitzt in Umlaufrichtung R vorn eine erste Flanke 54b,
die im Schnitt senkrecht zur Rotorachse 20 mit der Umlaufrichtung R einen spitzen
Winkel β bildet, der sich nach vorn öffnet.
[0026] Auf ihren Rückseiten haben die Rückführbereiche 52 und die Zuführbereiche 54 miteinander
fluchtende dritte Flanken 52d bzw. 54d, welche mit der Umlaufrichtung R einen spitzen
Winkel γ bilden, der sich nach hinten öffnet.
[0027] Nur der Einfachheit halber wurden in Fig. 2 nur einige wenige Sieböffnungen 28 dargestellt,
es versteht sich jedoch von selbst, daß der Siebzylinder 26 überall mit derartigen
Sieböffnungen versehen ist. Der Vollständigkeit halber wurde in Fig. 2 die Einlaßseite
des Siebzylinders 26 mit 26a bezeichnet, d.h. die Sieböffnungen 28 werden vom Gutstoff
in radialer Richtung von innen nach außen durchströmt.
[0028] Der umlaufende Rotor 32 bewirkt nun mit seinen Reinigungsflügeln 50, daß diese in
der zu sortierenden Fasersuspension positive und negative Druckstöße erzeugen, und
zwar ergeben sich in der Fasersuspension in Umlaufrichtung R vor den Reinigungsflügeln
50 positive Druckstöße und im Bereich der dritten Flanken 52d bzw. 54d negative Druckstöße.
Die vor den Reinigungsflügeln auftretenden positiven Druckstöße erzwingen einen erhöhten
Durchfluß durch die Sieböffnungen 28, während die im Bereich der abfallenden Flanken
52d bzw. 54d auftretenden negativen Druckstöße einen Rückspüleffekt an den Sieböffnungen
28 bewirken. Durch die in ganz geringem Abstand von der Einlaßseite 26a des Siebzylinders
26 umlaufenden spitzwinkligen Profilteile 52a der Rückführbereiche 52 wird außerdem
der der Siebeinlaßseite 26a unmittelbar benachbarte ringförmige Bereich der Fasersuspension
vom Siebzylinder 26 weggedrängt bzw. abgeleitet, und zwar dank der schräg nach hinten
und radial nach innen weisenden zweiten Flanken 52c der Rückführbereiche 52, so daß
die infolge des Effekts der Sieböffnungen 28 eingedickten Suspensionsanteile radial
nach innen in Bereiche geleitet werden, in denen die zu sortierende Fasersuspension
eine geringere Stoffdichte besitzt. Infolge der in Fig. 1 dargestellten Neigung der
Reinigungsflügel 50 gegenüber der Rotorachse 20 um den Winkel δ wird die eingedickte
Fasersuspension in den Kanälen 56 entlang des betreffenden Reinigungsflügels gemäß
Fig. 1 nach unten zu dem jeweils benachbarten Zuführbereich 54 geleitet und durch
dessen erste Flanke 54b wieder der Siebeinlaßseite 26a zugeführt; infolge der Neigung
der ersten Flanke 54b um den Winkel β trifft dieser in Richtung auf die Siebeinlaßseite
umgelenkte Fasersuspensionsanteil auf Teile der Fasersuspension, die infolge der umlaufenden
Reinigungsflügel 50 in der Nachbarschaft des Siebzylinders 26 in Umlaufrichtung R
strömen, so daß sich nicht nur eine Vermischung dieser in der Nähe der Siebeinlaßseite
26a in Richtung R umlaufenden Fasersuspensionsanteile mit den längs der ersten Flanken
54b der Zuführbereiche 54 in Richtung auf die Siebeinlaßseite 26a umgelenkten Fasersuspensionsanteilen
ergibt, sondern infolge der fast gegenläufigen Strömungen verhältnismäßig starke Turbulenzen,
die die Ausbildung eines Faservlieses in der Nachbarschaft der Siebeinlaßseite 26a
verhindern.
[0029] Die erfindungsgemäße Gestaltung der Reinigungsflügel 50 führt also zu Spül- und Rückspülimpulsen
an den Sieböffnungen 28, sie wirkt dem Entstehen eingedickter Fasersuspensionsanteile
in der Nachbarschaft der Siebeinlaßseite 26a entgegen, und schließlich bewirkt sie
Turbulenzen in der Nähe der Siebeinlaßseite 26a, die dem Entstehen eines Faservlieses
entgegenwirken.
[0030] Da, wie bereits erwähnt, die zu sortierende Fasersuspension den inneren Ringraum
46 schraubenlinienförmig von oben nach unten durchströmt und infolgedessen eine nach
unten gerichtete Strömungskomponente besitzt, der der Rotor mit seinen Reinigungsflügeln
50 nicht entgegenwirken sollte, sind schließlich die Rückführbereiche 52 oben (siehe
Fig. 3 und 4) mit schrägen Seitenflächen 50d versehen, die der von oben nach unten
gerichteten Strömungskomponente der Fasersuspension im inneren Ringraum 46 einen geringeren
Strömungswiderstand entgegensetzen, als wenn die Rückführbereiche 52 der Reinigungsflügel
50 beidseitig mit Seitenflächen versehen wären, welche ungefähr senkrecht zur Rotorachse
20 verlaufen, so wie dies bei den unteren Seitenflächen 50e der Fall ist.
[0031] Wie bereits erwähnt, müssen die Reinigungsflügel 50 gegenüber der Rotorachse 20 nicht
überall dieselbe Neigung δ haben, so wie dies bei den in Fig. 1 gezeigten Reinigungsflügeln
der Fall ist. Bei einer erfindungsgemäßen Abwandlung, die zeichnerisch nicht dargestellt
wurde, ist das untere Drittel der Reinigungsflügel 50 gegenüber der Rotorachse 20
stärker geneigt als die oberen zwei Drittel der Reinigungsflügel 50, d.h. die leistenförmigen
Reinigungsflügel sind bei dieser Variante abgeknickt. Auf diese Weise ergibt sich
im unteren Drittel des Rotors ein stärkerer, nach unten gerichteter Fördereffekt der
Reinigungsflügel, welcher bewirkt, daß der im unteren Drittel des Siebzylinders 26
bereits stark eingedickte Spuckstoff rascher in den Spuckstoffraum 48 abgedrängt wird.
[0032] Bei einer weiteren, nicht zeichnerisch dargestellten Variante des Drucksortierers
nach den Fig. 1 bis 4 sind die Reinigungsflügel 50 in einzelne, den Rückführbereichen
52 und den Zuführbereichen 54 entsprechende kurze Flügelstücke aufgelöst, die ungefähr
gleichmäßig verteilt auf dem Umfang des Rotormantels 34 angeordnet sind. Bei dieser
Ausführungsform wären die Rückführbereiche 52 an denselben Stellen des Rotormantels
angeordnet wie die Rückführbereiche 52 der leistenförmigen Reinigungsflügel 50, und
die Zuführbereiche 54 wären in Umlaufrichtung R zwischen den Reinigungsflügeln 50
angeordnet.
[0033] Bei allen diesen Varianten, und zwar auch bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten
Ausführungsform, sind, wie dies die Fig. 1 deutlich zeigt, die Rückführbereiche 52
einerseits und die Zuführbereiche 54 andererseits von in Umlaufrichtung R aufeinanderfolgenden
Reinigungsflügeln in Richtung der Rotorachse 20 um eine Bereichsbreite gegeneinander
versetzt, d.h. in Umlaufrichtung R folgt auf einen Rückführbereich 52 ein Zuführbereich
54.
[0034] Bei der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsform ist der Rotor als offenes
Gebilde gestaltet, d.h. er besitzt keinen Rotormantel, und die Reinigungsflügel sind
mit der Rotorwelle über radial verlaufende Tragarme verbunden. Im übrigen ist der
Drucksortierer nach den Fig. 5 bis 7 gleich ausgebildet wie der Drucksortierer nach
den Fig. 1 bis 4, so daß für einander entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen
wie in den Fig. 1 bis 4 verwendet wurden, jedoch unter Hinzufügung eines Strichs.
Es sollte deshalb auch ausreichend sein, wenn im folgenden lediglich die Gestaltung
des Rotors des Drucksortierers nach den Fig. 5 bis 7 erläutert wird.
[0035] Der Rotor 32' des in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Drucksortierers 10' besitzt an der
Rotorwelle 40' befestigte, sternförmig angeordnete, d.h. radial verlaufende Arme 34',
und an jedem dieser Arme ist ein Reinigungsflügel 50' befestigt. Auch diese Reinigungsflügel
sind wieder leistenförmig ausgebildet, und längs eines jeden dieser Reinigungsflügel
folgen abwechselnd Rückführbereiche 52' und Zuführbereiche 54' aufeinander. Wie besonders
deutlich die Fig. 6 erkennen läßt, besitzen die Rückführbereiche 52' wieder ein im
Querschnitt spitzwinkliges Profilteil 52a' mit einer ersten Flanke 52b', die ungefähr
parallel zur Umlaufrichtung R verläuft, und einer zweiten Flanke 52c', welche mit
der Umlaufrichtung R einen stumpfen Winkel α bildet. Die benachbarten Zuführbereiche
54' haben an ihrer Anströmseite eine erste, der Siebeinlaßseite 26a zugewandte Flanke
54b', die mit der Umlaufrichtung R einen spitzen Winkel β bildet, und der Rücken der
Rückführbereiche 52' sowie der Zuführbereiche 54' wird hinten von dritten Flanken
52d' bzw. 54d' gebildet, die mit der Umlaufrichtung R einen spitzen Winkel γ bilden,
der sich nach hinten öffnet.
[0036] Auch bei dieser Ausführungsform werden die der Siebeinlaßseite 26a benachbarten Fasersuspensionsanteile
durch die zweiten Flanken 52c' der Rückführbereiche 52 in radialer Richtung nach innen
von der Siebeinlaßseite weggedrängt und nach Vermischung mit Fasersuspensionsanteilen
geringerer Stoffdichte durch die ersten Flanken 54b' der Zuführbereiche 54' wieder
in Richtung auf die Siebeinlaßseite 26a umgelenkt, so daß sich die gewünschten Turbulenzen
ergeben. Mit Ausnahme der Funktion der Kanäle 56 der Ausführungsform nach den Fig.
1 bis 4 ergeben die Reinigungsflügel 50' also dieselben Effekte wie die Reinigungsflügel
50.
1. Rotor für Drucksortierer zum Sortieren von Fasersuspensionen, welcher mehrerer für
den Umlauf an der Einlaßseite des Drucksortierersiebs vorgesehene, quer zur Umlaufrichtung
und ungefähr parallel zur Siebeinlaßseite verlaufende Reinigungsflügel aufweist, die
im Schnitt quer zur Rotorachse ein tragflügelähnliches Profil aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Teil der Reinigungsflügel (50; 50') zumindest Bereiche (Rückführbereiche)
(52; 52') aufweist, deren Profil an der Anströmseite zum Wegdrängen der Fasersuspension
vom Sieb (26) ungefähr spitzwinklig - in Umlaufrichtung (R) schräg auf die Siebeinlaßseite
(26a) weisend - mit einer dem Sieb (26) zugewandten ersten Flanke (52b; 52b') und
einer vom Sieb (26) abgewandten zweiten Flanke (52c; 52c') ausgebildet ist, wobei
die zweite Flanke (52c; 52c') mit der Umlaufrichtung (R) einen stumpfen Winkel (α)
bildet.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Reinigungsflügel (50;
50') zumindest Bereiche (Zuführbereiche) (54; 54') aufweist, welche bezüglich der
Rückführbereiche (52; 52') derart angeordnet sind, daß die von den letzteren vom Sieb
(26) weggedrängte Fasersuspension auf die Zuführbereiche (54; 54') auftrifft, die
im Schnitt quer zur Rotorachse (20) an der Anströmseite eine dem Sieb (26) zugewandte
erste Flanke (54b; 54b') besitzen, welche mit der Umlaufrichtung (R) einen spitzen
Winkel (β) bildet.
3. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reinigungsflügel (50; 50') - in Richtung der Rotorachse (20) von einem Zulaufende
des Siebs (26) zum anderen Siebende gesehen - mit der Rotorachse (20) einen solchen
spitzen Winkel (δ) bilden, daß die dem Zulaufende des Siebs (26) zugewandten Enden
der Reinigungsflügel (50; 50') deren anderen Enden in Rotorumlaufrichtung (R) voreilen.
4. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß in Umlaufrichtung (R) aufeinanderfolgende Rückführbereiche (52; 52') in Richtung
der Rotorachse (20) zueinander versetzt sind.
5. Rotor nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Umlaufrichtung (R)
aufeinanderfolgende Zuführbereiche (54; 54') in Richtung der Rotorachse (20) zueinander
versetzt sind.
6. Rotor nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung der
Rotorachse (20) gemessene Länge der Rückführbereiche (52; 52') und der Zuführbereiche
(54; 54') identisch ist und der Versatz gleich dieser Länge ist.
7. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Flanke (52b; 52b') der Rückführbereiche (52; 52') ungefähr parallel
zur Umlaufrichtung (R) verläuft.
8. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (32) eine dem Sieb (26) zugewandte rotationssymmetrisch ausgebildete
Mantelfläche (34) besitzt, auf die die Reinigungsflügel (50) aufgesetzt sind, und
daß der ungefähr spitzwinklig ausgebildete Profilteil (52a) der Rückführbereiche (52)
in radialem Abstand von der Rotormantelfläche (34) angeordnet ist, so daß der Rückführbereich
(52) zusammen mit seinem spitzwinkligen Profilteil (52a) und der Rotormantelfläche
(34) einen quer zur Umlaufrichtung (R) verlaufenden Kanal (56) bildet.
9. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten, Flanken (52b; 52b') der Reinigungsflügel (50; 50') an der Außenseite
des Rotors (32; 32') liegen.
10. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Profil der Reinigungsflügel (50; 50') in Umlaufrichtung (R) hinter der ersten
Flanke (52b, 54b; 52b', 54b') eine dritte, dem Sieb (26) zugewandte Flanke (52d, 54d;
52d', 54d') aufweist, welche mit der Umlaufrichtung (R) einen sich nach hinten öffnenden
spitzen Winkel (γ) bildet.
11. Rotor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückführbereiche (52; 52') in Richtung der Rotorachse (20) neben der ersten
Flanke (52b; 52b') eine dem Zulaufende des Siebs (26) zugewandte schräge Seitenfläche
(50d; 50d') aufweisen, welche für eine vom Zulaufende in Richtung der Rotorachse (20)
ausgerichtete Strömung eine in Richtung auf das Sieb (26) ansteigende Auflauffläche
bildet.
12. Rotor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil
der Reinigungsflügel (50; 50') als quer zur Umlaufrichtung (R) und ungefähr parallel
zur Siebeinlaßseite (26a) verlaufende Leisten ausgebildet ist, längs welcher Rückführ-
und Zuführbereiche (52 bzw. 54; 52' bzw. 54') abwechselnd aufeinander folgen.
13. Rotor nach den Ansprüchen 3 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (50; 50')
- in Richtung der Rotorachse (20) gesehen - mit der Rotorachse einen Winkel zwischen
ca. 5° und ca. 45° bilden.
14. Rotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten über einen größeren
Teil ihrer Länge, welcher dem Zulaufende des Siebs zugewandt ist, mit der Rotorachse
einen kleineren Winkel bilden als der restliche, kürzere Teil der Leisten.